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dasha
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42818 Posts |
 Posted - 03/30/2018 : 09:27:22
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市面上對飛機戰車原理都有簡易介紹文章，但電戰很缺，筆者便嘗試2000字網路公開核心版與8000字投稿普及版，以盡量減少專業名詞及定義的方式，最簡要介紹電戰演變，但專家應該知道，8萬字都不夠用，這文章勢必掛一漏萬，就請各方不吝指正。
下一段開始是計算字數的主文，控制2000字好難，砍到連骨頭都只剩骨髓，小弟自己都不太看得懂，真的能用8000字講清楚嗎......
民用航管雷達電波照射到民航機，民航機就會回報飛行資料，但敵人機艦車輛不會提供正確資料，所以軍用主被動雷達、光電感測系統、與聲納等感測系統，就要自己確定目標的距離、方位、速度、與敵我。
到1950年代的純類比信號處理時代，目標以最強的一個或一系列回波信號為準，距離以雷達波或聲波來回時間計算，方位以收到回波時的天線指向回推，速度靠多次收到訊號的距離方位變化估計，被動系統只能靠三角定位花時間測距測速；敵我識別除依靠事先得知我方機艦任務資訊推斷外，就是敵我識別系統發訊詢問。這時系統座標體系都是極座標，以電波、聲波、或紅外線/光學接收天線為原點。
天線會動才能以其指向回推敵方位，而且指向要精確：搜索需要的精度以度及百公尺為單位，水平垂直一圈都是360度，全空域總計近13萬度；射控精度以米位及公尺為單位，水平垂直一圈都是7200米位，全空域總計近5200萬米位。對地面海面搜索還只要轉一圈，對空與反潛搜索每度每米位都要轉，目標運動速度又數十倍於車輛船隻，可以說根本不可能保證搜得範圍大又精準，你只有一定機率可以發現目標，需用多組感測器以人工切換多種不同模式轉動天線與感測器，才能滿足方位與距離廣度精度需求。而有效距離的定義，用90%偵獲率為多，但更低的也所在多有。
飛彈假如不是人工遙控而是自動控制，便是用多個不同感測器比較信號，控制面收到信號轉向，或是轉動天線與濾光片，信號被遮住就維持原狀，出現信號才帶動控制面。因為導向信號變化才帶動控制面轉向，當時飛彈彈道都是蛇行甚至螺旋狀飛行，對空還需要大型彈頭，確保目標在殺傷範圍內。
因此，反制方式就是製造比真目標更強的目標，比方干擾絲、熱焰彈、與地形雜波，或是收到電磁波後用電路加強發射回去，電路加強信號處理的延遲時間，就帶來方位與距離的誤判；暴力一點就是用強大電力針對大部分波段發射雜波進行全頻干擾，空中這需要專門電戰機，地面或船隻就沒問題。
甚至，戰車船艦靠本來就在地面海面雜波區，飛機潛艦靠機動性躲到地形海洋雜波或太陽光下，又或配合天線或濾光片掃描方式機動，比方密集編隊或Z字航行，就有一定機率讓雷達光學系統與飛彈誤判目標數量與速度，特別是人工切換操作模式時。
為應付反制方式，1960年代在類比系統中追加數位處理技術，以都普勒濾波進行即時測速，同時去除相對速度與地表相近的地形與海面雜波，以及速度很快變慢的干擾絲，甚至地面與艦隊遙控攔截機飛到目標附近超越地平線偵測；以跳頻對付單純收發式干擾，一定程度內也能對付全頻干擾；在天線罩追加電磁波偏極化結構，或光學罩濾除太陽與常見熱焰彈波段的濾光片，減低干擾效果。
而對不同需求需換不同操作模式與感測器，甚至遙控攔截機，不僅操作繁瑣，安裝位置不同的感測器之間極座標用人工換算誤差大，成為誤判與需要多人操作的重要原因，所以偵獲率較高的雷達就先加裝數位電腦，操作者只要指定操作模式與搜索距離角度，電腦就會幫你搞定干擾與雜波，密集編隊運動有解；但偵獲率較低的光電聲納與被動系統，操作人員還是一樣苦命。
這時新出現的半主動雷達導向飛彈，可以歸向干擾電波源，還追加都普勒修正項，能朝目標與測方向飛行，飛彈彈道的蛇行問題減輕，就能有效延伸射程。
偵測進步則反制也跟著進步：都普勒濾波只能處理徑向速度，正切過雷達正面沒有相對速度即可；利用諜報與平常運作蒐集資料，確定你雷達有多少頻可跳，每個頻道的範圍，聲納處理能力與船隻噪音特性，就可以通通干擾，或製造擬真誘餌欺騙；半主動飛彈的歸向，以錯誤頻率干擾波讓飛彈都普勒修正太大，加上近距離突然轉向迴避；干擾絲也不再是亂灑，而有多種配合機艦運動方式的佈放法，欺騙甚至障蔽飛機船隻；任何濾波都可能把不該濾的波濾掉，潛艦飛機減低回波強度就可以降低被偵測機率；最後，抓你雷達或無線電發射源以炸彈火箭攻擊，甚至反輻射飛彈以類似半主動飛彈的蛇行軌跡打掉。
下一波進步是進一步數位化，合成波前讓聲波雷達波轉向天線不用跟著轉，紅外線目標成像實現，兼顧方位距離廣度精度需求的快速電子掃描出現；比較天線陣列多組單元聲波雷達波時間差測向的單脈波技術，有更強的歸向干擾能力；將所有信號建檔比對，增加都普勒濾波外的濾波方式，配合GPS座標系統，不僅讓雜波與干擾波更難生效，目標動態預測與敵我識別更加精準多樣，也讓不同平台交換目標資訊可行，所有人共享觀測資訊夢想實現。現在限制雷達光電聲納系統性能的因素，幾乎只剩電腦軟硬體能力，調整參數就能大幅改變偵測距離精度等性能。
到了此時，除非地形雜波多與反應速度要求快，以致現在電腦軟硬體還不夠力，又或是顯示系統解析度還不夠高，讓操作人員很難判別的地面或淺海等環境，還要等待電腦軟硬體性能升級或法律制度修正以外，武器不匿蹤沒生路；但電腦軟硬體規格，及電腦病毒這種可以直接調降軟硬體性能的東西，就成為與匿蹤並稱的新一波電戰發展重點。
匿蹤則是把自己變天線，控制信號不回到敵人平台方向，配合電戰欺瞞敵方，降低跡訊只是附帶條件。 |
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偷兒
路人甲乙丙
3592 Posts |
Posted - 03/30/2018 : 09:34:46
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糟糕~~
看慣了非死不可的頁面
怎麼感覺這個排版看起來好累??
明明是一樣的東西呀??
作的愈多
體會愈多
智慧愈多....
發現的謊言也愈多!!!
改自靜思語 |
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冗丙
版主
Taiwan
16498 Posts |
Posted - 03/30/2018 : 11:24:53
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這裡的好文限制不是2000字以下而是要超過8000字+精美大圖滴~~(大誤!!)
忠義衛飯筒~剽悍吃燒肉~~
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dasha
版主
42818 Posts |
Posted - 06/11/2018 : 11:02:52
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目前在處理8000字的版本,但是寫一寫考慮到新構想,不知道大家覺得哪種比較好?
電戰系統其實與PC或手機差不多,型號一大堆,但大部分用的其實都是相容的CPU/RAM/SSD,作業系統更少,所以要簡單介紹概念,不是PC或手機型錄拿來抄一遍,而是直接介紹CPU/RAM/SSD本身,而且講規格就好,同一批內的Core i3/5/7/9就只講共通部分,或者是只講Windows與Mas OS版本,以及iOS與Android版本,這樣才能簡化.
而小弟碰到的問題,就是要以OS版本為主,還是CPU/RAM的世代為主的問題......
目前的兩種想法:
一,從坐標系講起,因為不管是雷達/紅外線/聲波,採用的座標體系發展路線依序大致是:
1.相對方位:只知道相對自己的上下左右,相對角度與距離很模糊甚至不知道.
2.極座標:自己為中心的相對方位加距離.
3.多極坐標系轉換:考慮到機艦與飛彈魚雷使用的不同極座標,因此射控系統內涵蓋多重極作標準換處理.
4.直角絕對座標:把所有東西都轉換後丟上GPS座標這樣的狀況.
二,從搜獲掃描技術講起,因為雷達/紅外線/聲波雖然波長甚至性質都不同,但作為使用波的遙測,掃描技術發展路線依序大致是:
1.以相對方位配合載台自身運動,去確定目標方位距離.
2.極座標式天線圓錐轉動掃描.
3.直角坐標式天線掃描線運動掃描.
4.電子掃描,簡單講就是沒看到程式你不知道他怎樣掃描,甚至定義上不能說是掃描而是亂打亂猜......
先前想從掃描搜獲方式講起,但現在覺得其實你用座標體系會更好講,尤其是1990年代以後的發展,但又怕講座標會讓懼怕數學的人回憶起數學的噩夢...... |
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BlueWhaleMoon
我是老鳥
13682 Posts |
Posted - 06/11/2018 : 11:57:41
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1990年代之前的重點是"從搜獲掃描技術講起"吧? 不然也沒辦法講紅場降落事件(如果要講的話)
1座標的部分，感覺沒啥好講的。
如果是要入門的話，從搜獲掃描技術應該比較重要，也與匿蹤比較相關。
當然要講到COC，A看B打，那就要講座標轉換了，但是我覺得這只是一個分支而已，雖然是很重要的分支
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Edited by - BlueWhaleMoon on 06/11/2018 11:59:11 |
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star3
路人甲乙丙
903 Posts |
Posted - 06/12/2018 : 01:35:34
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其实版大讲的是雷达原理啊
我光看题目以为是电子对抗战那种，就象现在俄米在叙利亚的电子对抗战 |
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roger011
路人甲乙丙
1195 Posts |
Posted - 06/12/2018 : 01:41:19
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大俠兄這個架構與內容,其實比較接近"理解電戰系統的運作"這樣的題目,
已經比"電戰原理"更進一階以上.具體到電戰系統的運作機制,很不"簡易"了.
更傾向"電戰系統運作原理",而不是"電戰原理".
這得預設讀者有一定程度的電戰基礎概念,
大俠兄想介紹的這些內容,題材也比較發散,牽涉到電戰不同領域的具體操作與處理機制,例如信號源的測向與定位,特定的信號處理技術等等
比較適合像JED的EW101專欄一樣,分成多個小主題來依序介紹,不是很適合全部涵蓋在一篇裡面,這樣的話,沒有一定基礎的讀者恐怕會不好進入.
如果是"電戰原理"這樣的題材,一般是從基本概念講起,從目的與型式區分開始,然後再帶到具體的手段.教科書式的系統性介紹,通常是這樣的架構:
開頭通常是從電磁波的軍事利用開始(通信,偵測,武器導向等等),然後由此衍生出"妨礙敵人對電磁波的利用"概念,帶出電子戰的目的.
再來是介紹電子戰的基本型式區分,帶出電戰的三大領域(情報(支援)/攻擊/防護).
然後是電子戰三大基本領域的概要介紹,一般是從最根本的電子支援與電子情報收集開始,介紹電磁信號的特性(從短波到紅外線等不同頻段,以及不同應用型式的特性),與對應的信號偵查收集措施.
有了電子情報之後,然後就是介紹對應的攻擊手段.
最後是分別對應於電子情報與電子攻擊的電戰防護,剛好是一個正-反-合的構造.
講完了這些概念原理之後,才是具體的電戰系統運作介紹,分別介紹用於不同領域與目的的電戰系統組成與運作,解釋這些系統如何接收,處理,干擾與防護等等.
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Edited by - roger011 on 06/12/2018 03:54:39 |
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dasha
版主
42818 Posts |
Posted - 06/12/2018 : 10:50:30
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看起來像是雷達原理,其實紅外線與聲納也通......
從基礎目的原則介紹曾經想過,但那會變成"戰鬥艦的歷史"這種要一本書的長度,要寫單單一集雜誌一篇文章就能講的東西,小弟最後考慮是留一堆引子讓有興趣的人可以有思考與找書的方向,只講一些骨幹性的東西.
然後在整理手邊雷達/無線電截收/紅外線/聲納等系統的基本資料時,慢慢歸納出不同系統會用的一些相同的基礎,所以才會有從座標體系還是從掃描方式開始寫的問題.從掃描方式開始寫,可以在後面講怎樣反制這種掃描方式;從座標體系開始寫,在末段講到現代的COC之類會很容易理解. |
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romelchen
新手上路
Taiwan
190 Posts |
Posted - 07/10/2018 : 11:17:00
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| Amazon 有一堆書可以買 |
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dasha
版主
42818 Posts |
Posted - 07/10/2018 : 14:43:36
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| 講歷史或單一系統的多,講整體概念原理的少,而且就是會看的人才會看,不看的通通當天書...... |
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dasha
版主
42818 Posts |
Posted - 08/15/2018 : 20:01:29
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這個時代真是太先進, 一切都是系統幫你在背後做好好, 所以很多人都不知道系統為何會如此, 還以為事情本來就會這樣發生, 於是滿嘴莫名其妙的主張......講政治? 雖然政治確實也是如此, 比方剛剛看到某些人分享的電影"黃石公園"片段那堆以為熊很溫馴以及隨便闖進人家土地還理直氣壯的傢伙, 不過現在講的其實是軍用電子系統......
幾個月前寫了兩千字版的電子系統概要, 然後說要寫八千字版的, 但電戰的東西太多, 所以就有一堆零碎的東西放不進去, 其中拿些有趣的寫一下, 不過這一定是跳躍式的就是......
首先, 飛彈怎樣轉向目標? 這年頭大家通常都以為反正裝個幾GB的RAM與幾百GB的SSD, 寫個幾萬行的程式自己去判別就是了, 雖然這樣說也沒錯, 但是那只是在最原始的驅動系統上追加一堆判別式, 但最原始的系統一樣, 所以原始系統會出的問題, 在最先進的系統中還是一樣要擔心.
這樣講以高打高, 其實最原始的做法很簡單: 就是拿2個感測器與2個控制面配成對, 感測器收到信號就會有電流通向控制面驅動馬達, 只有上面的感測器收到信號, 那就是轉動控制面讓飛彈朝上轉, 只有下面的那就倒過來, 那上下都有呢? 用電路去比對信號強度, 基本上信號越強那麼電流越強, 哪邊強就往哪邊轉, 精密一點的話就有控制角度之差, 差距越大就轉得越激烈, 這樣就會比較精準. 然後左右也這樣幹, 那就是4個感測器去對4個控制面.
所以前幾年鬧出一件事情, 日本產經新聞說的, 南韓買的標準射出去有一半剛好朝反方向轉, 南韓要求美國賠償, 但美國懷疑這是南韓亂拆飛彈, 最後不知道哪個馬達裝哪邊, 所以就試試看兩種裝法, 以確定怎樣裝是對的, 這是盜版而且違反美國出售時的授權, 拒絕賠償還要追究責任......
這種設計聽起來很好用, 單純有效, 不需要CPU就能讓飛彈往目標轉, 只是需要4個尋標器, 飛彈會有點胖, 像美國AIM-7雖然算是半主動飛彈中比較輕小的, 但重量還是500磅炸彈水準, 阻力甚至比500磅炸彈還大一點, 就現在的戰鬥機來說或許算很輕的東西, 但在1950年代, 這很重很大了, 所以還是有更輕的設計.
怎樣輕? 那就是只用1個接收器去代替4個接收器, 這樣做的就是AIM-9. 但是從剛剛的原理聽來, 1個接收器如何去產生不同電流控制馬達? 原理其實很簡單, 不過實作有點複雜就是了.
原理是這樣, 在紅外線尋標頭前擺個會轉動的片子, 片子上半對紅外線透明, 下半對紅外線不透明, 當目標在上半時, 尋標頭收到信號, 通電, 就帶控制面讓飛彈往上, 等到不透明的部分轉到上半部, 那控制面就不動, 等飛彈轉過頭變成下半透明才抓得到目標, 那就改成下打, 左右也如法泡製, 只要設計好各馬達與轉動片之間的電路, 透明部分出現是右上左下還是右下左上, 就分別去動哪幾個控制面, 那就好了.
不過如果真的濾光片只是一半透明一半不透明, 那個每次轉動的角度會太大, 到最後誤差會很大, 所以實際上那個濾光片的花樣很複雜, 透明不透明部分交錯出現, 類似原理的飛彈幾乎每個型號的濾光片花樣都不同, 讓你轉動夠精準.
講到這裡, 可能有人就會開始想到RAM這個飛彈, 沒錯, 這傢伙是鑑於紅外線或可見光容易受霧氣干擾, 既有的北約海麻雀又大了一點, 就簡化到只用2根天線配2個控制面, 這樣看來只能調整上下, 那就讓飛彈會高速滾動, 滾到左右就變成控制左右, 用1對2組去取代一般飛彈的2對4組......
至於更先進的飛彈, 那就改成用更複雜的電路甚至CPU去判別信號, 比方追加參考波與反射波的都普勒頻移當成修正項去強化某個方向的電流, 最後再輸出一對信號去轉動控制面而已, 但基本原則差不多, 把你信號弄一弄變成不同強度的電流......
比方單脈衝, 說明都是拿突出4根角的英國海標來說, 比較4根角的信號到達時間差去算方向, 但實際電路其實還是哪邊收到波就動哪邊, 不是等收到了波才去處理......
而不管哪種處理法, 都是看信號強度帶來的電流強度, 所以只要你能弄出不同信號, 都能被飛彈尋標器接收到, 那飛彈就會在你與不同信號之間打轉, 哪邊信號強往哪邊轉的角度就大, 但最後通常就是從你與假信號之間通過, 而不是去打假信號.
而這也是某些系統要在最後階段關掉尋標器的原因, 因為到最後階段, 可能你收到的信號就是整艘船或整架飛機上的不同部分, 不管4個接收器的哪個, 或是你的濾光片怎樣轉, 都能收到信號, 那控制面就會亂動, 或是卡死在先前的某個位置不動, 然後就離開目標了...... |
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冗丙
版主
Taiwan
16498 Posts |
Posted - 08/16/2018 : 08:51:13
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怎麼有種感覺是從四區塊的單脈衝雷達尋標器退化成圓椎掃瞄尋標器的描述............
忠義衛飯筒~剽悍吃燒肉~~
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dasha
版主
42818 Posts |
Posted - 08/16/2018 : 09:25:52
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其實一開始那個2對接收器配2對控制面,還是乘波導向的用法,後面而非前面收電波......單脈衝與這種早期的不同,在於早期的最好是讓4個天線彼此隔離,一次就半邊收得到電波,單脈衝則最好4根甚至更多根都收得到,然後去相位運算處理......
然後紅外線早期就是這樣圓錐掃描...... |
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冗丙
版主
Taiwan
16498 Posts |
Posted - 08/16/2018 : 09:48:06
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啊~
忘了韃靼/小獵犬這類乘波導引的時代~~
忠義衛飯筒~剽悍吃燒肉~~
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最簡易版電戰原理介紹
